DE1750595B2

DE1750595B2 - Lagerung der kurbelwelle eines v- motors

Info

Publication number: DE1750595B2
Application number: DE19681750595
Authority: DE
Inventors: Robert Lee Lacon 111. Weber (V.StA.)
Original assignee: Caterpillar Tractor Co., Peoria, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1967-06-16
Filing date: 1968-05-16
Publication date: 1977-04-07
Also published as: JPS4722262Y1; BE715135A; FR1583059A; GB1179653A; US3464746A; DE1750595A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung der im Oberbegriff des Hauptpatentanspruchs angegebenen Bauart. Eine solche Lagerung ist bekannt, vergleiche US-PS 23 34 916. Bei dieser bekannten Lagerung sind die Anlageflächen von Lagerkappe und Lagersattel auf der einen Seite der Kurbelwelle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet mit den Anlageflächen von Lagersattel und Lagerkappe auf der anderen Seite der Kurbelweile, Der Scheitel des Winkels, den einige der zueinander geneigten Bolzen bilden, ist dabei auf der dem Lagersattel abgewandten Seite der Lagerkappe gelegen, also unterhalb der Kurbelwelle, wenn der V-Motor die beim Einbau in Kraftfahrzeuge übliche Lage hat. Andere der zueinander geneigten Bolzen bilden einen Winkel miteinander, dessen Scheitel oberhalb der Kurbelwelle gelegen ist.

Wegen der Anordnung der Anlageflächen in einer gemeinsamen Ebene suchen sich diese Anlageflächen der Lagerkappe unter dem Einfluß der waagerechten Komponenten der von der Kurbelwelle ausgeübten Wechselkräfte auf den Lagerflächen des Lagersattels mit der Frequenz der Drehzahl der Kurbelwelle hin- und herzuverschieben. Das kann auch durch die geneigte Anordnung der Bolzen nicht verhindert werden, weil sich die waagerechten Komponenten der von den Bolzen ausgeübten Zugkräfte gegenseitig aufheben. Da diese Hin- und Herverschiebung der Lagerkappe mit der hohen Frequenz der Motordrehzahl erfolgt, würde sie zu einem schnellen Verschleiß führen. Um das zu verhindern, hat bei der bekannten Bauart die Lagerkappe Vorsprünge, die in Nuten des Lagersattels eingreifen. Ein Eingriff dieser Vorsprünge in die Nuten mit Preßsitz — nur dadurch könnte die Verschiebung mit Sicherheit verhindert werden — würde aber die Fertigung unmäßig verteuern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Hin- und Herverschiebung mit einfachen Mitteln ^f>5 zuverlässig zu verhindern.

Diese Aufgabe ist durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes ist in Anspruch 2 angegeben. Sie ist an sich nicht neu, sondern auch bei der bekannten Lagerung vorgesehen.

Nunmehr seien die Zeichnungen erläutert, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist

F i g. 1 ein senkrechter Querschnitt durch einen Teil des Zylinderblockes eines V-Motors ist, dessen Zylinderblock die vorliegende Erfindung enthält,

Fig.2 eine vergrößerte Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist und

F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Ansicht ist, in der eine Befestigungs- und Lageranordnung für Kurbelwellen gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht ist.

In Fig. 1 ist der Zylinderblock 10 eines V-Verbrennungsmotors dargestellt. Der Block 10 weist zwei in einem Winkel zueinander verlaufende Zylinderreihen 12 und 14 auf. Jede der Zylinderreihen 12 und 14 ist mit mehreren in Längsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Zylinderbohrungen 16 ausgebildet. Jede der Bohrungen 16 nimmt einen (nicht gezeigten) hin- und hergehenden Kolben auf. Die letzteren sind in herkömmlicher Weise durch (nicht gezeigte) Pleuelstangen mit einer Kurbelwelle 18 verbunden.

Die Kurbelwelle 18 ist drehbar in einem Kurbelgehäuse 20 gelagert, das Seitenwändt 21 aufweist. In einem Stück mit den Seitenwänden 21 sind mehrere in Lärgsrichtung auseinanderliegende und in Querrichtung verlaufende Stege 22 gegossen (von denen einer gezeigt ist). Jeder der Stege 22 verläuft an einer Seite zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen 16 der Zylinderreihe 12. An der entgegengesetzten Seite verläuft jeder Steg 22 in ähnlicher Weise zwischen zwei benachbarte Zylinderbohrungen der Zylinderreihe 14.

Jedem Steg 22 ist eine Kurbelwellenbefestigungs- und Lageranordnung 24 zugeordnet, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Es ist nur eine derartige Anordnung 24 gezeigt, die nachstehend beschrieben wird. Als ein Teil der Anordnung 24 bildet der zugehörige Steg 22 einen Lagersattel 26, der mit einer halbzylindrischen Lagerfläche 27 für die Kurbelwelle 18 ausgebildet ist. Jeder Lagersattel 26 ist ferner mit einer Anschlagfläche 28 (siehe auch Fig.2) ausgebildet. Jeder Sattel 26 ist mit zwei Gewindeaugen 30 ausgebildet, die an entgegengesetzten Seiten der Kurbelwelle 18 angeordnet sind. Jedes Auge 30 ist mit einer Gewindebohrung 32 ausgebildet.

Die Anordnung 24 umfaßt ferner eine Lagerkappe 34. Die Lagerkappe 34 ist mit einer halbzylindrischen Lagerfiäche 36 für die Kurbelwelle 18 ausgebildet. Die Lagerkappe 34 ist ferner mit einer Anlagefläche 38 ausgebildet. An ihren entgegengesetzten Seiten bildet die Lagerkappe 34 je ein Auge 40. Durch jedes Auge 40 verläuft eine Bohrung 42.

Die Lagerkappe 34 wird so angebracht, daß ihre Anlagefläche 38 an der Anlagefläche 28 des Sattels 26 anliegt. In dieser Stellung sind die Bohrungen 42 der Augen 40 auf die Bohrungen 32 der Augen 30 ausgerichtet. Die Lagerflächen 27 und 36 bilden gemeinsam eine zylindrische Lagerfläche für die Kurbelwelle 18.

Der Sattel 34 wird in der oben beschriebenen Stellung durch Befestigungselemente in Form von Bolzen 44 befestigt. Jeder Bolzen 44 verläuft durch eine der Bohrungen 42 und ist in die auf diese ausgerichtete Bohrung 32 eingeschraubt.

Die aneinander anliegenden Flächen 28,38 verlaufen

gegenüber der waagerechten Querachse 46 der Kurbelwelle 18 in einem Winkel. Jeder Bolzen 44 verläuft schräg zu den aneinander anliegenden Flächen 28 bis 38 sowie schräg zu der Längsachse 48 der ihm nahegelegenen Zylinderbohrung 16.

Die Wirkungsweise der Befestigungs- und Lageranordnung 10 wird unter besonderer Bezugnahme auf F i g. 2 nachstehend beschrieben. Während des Laufes des Motors, dem die Anordnung 10 zugeordnet ist, übt die Kolbenstange in jeder Zylinderbohrung 16 eine Kraft aus, die durch die Vektorlinie A dargestellt ist. Die Kraft A hat eine senkrechte Komponente, die durch B dargestellt ist, und eine waagerechte Komponente, die durch Cdargestellt ist. Die senkrechte Kraftkomponente B ist bestrebt, die Kappe 34 von dem Sattel 26 zu trennen. Die waagerechte Komponente Cwirkt quer zu den Anlageflächen 28, 38 und ist bestrebt, eine Verschiebebewegung der Kappe 34 gegenüber dem Sattel 26 hervorzurufen.

Der Bolzen 44 ruft eine Belastung D auf den Flächen 28,38 hervor. Die Höhe der Belastung D wird durch die Drehkraft bestimmt, die bei Einbau der Kappe 34 auf den Bolzen 44 ausgeübt wird. Die Belastung D hat eine senkrechte Komponente E sowie eine waagerechte Komponente F. Die senkrechte Komponente E wirkt der Trennung der Kappe 34 von dem Sattel 26 entgegen. Die waagerechte Komponente Fwirkt der Verschiebebewegung der Kappe 34 gegenüber dem Sattel 26 entgegen. Dieser Widerstand gegen die Verschiebebewegung kommt zu dem Reibungswiderstand hinzu, der an den Flächen 28, 38 besteht. Dieser Reibungswiderstand ist das Produkt der senkrechten Komponente E und des Reibungskoeffizienten an den Flächen 28,38.

Die Wirkungsweise der Anordnung 24 soll nun in Gegensatz zu der Wirkungsweise von in der Technik bekannten Befestigungs- und Lageranordnungen gesetzt werden, wie sie bei 24' in F i g. 3 gezeigt ist. Hier ist eine Lagerkappe 34' durch zwei Bolzen 44' (von denen einer gezeigt ist) an einem Lagersattel 26' befestigt Jeder Bolzen 44' verläuft senkrecht zu den Anlageflächen 28', 38'.

Bei Betrieb des Motors, der die Anordnung 24' enthält, wird eine Kraft A' auf die Kurbelwelle 18' ausgeübt Die Kraft A' hat eine senkrechte Komponente B und eine waagerechte Komponente C". Der Bolzen 44' ruft eine Belastung D an den Flächen 28', 38' hervor. Da die Belastung D in senkrechter Richtung zu den Flächen 28', 38' wirkt, wird keine waagerechte Belastungskomponente hervorgerufen. Infolgedessen wird der Widerstand gegenüber der Verschiebebewegung lediglich durch die Reibungskräfte an den Flächen 28', 38' bestimmt Der Bolzen 44' selbst dient nicht dazu, eine derartige Verschiebebewegung zu verhindern.

Der Bolzen 44 gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt im Gegensatz zu dem Bolzen 44' dahingehend, eine Belastung D hervorzurufen, die dazu dient, der Verschiebebewegung der Kappe 34 gegenüber dem Sattel 26 sowie der Trennung der Kappe 34 von dem Satte! 26 entgegenzuwirken. Infolgedessen werden hohe Beanspruchungen an den Flächen 28, 38, die zum Fressen und letztlich zum Reißen führen, vermieden. Als ein zusätzlicher Vorteil der Anordnung 24 wird eine Überbelastung des Blockes 10 oder der Bolzen 44 vermieden und dabei eine leichte Motorbiockkonstrukticn erhalten. Gleichzeitig wird die Notwendigkeit der Verwendung von Seitenbolzen vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerung der Kurbelwelle eines V-Motors mit einem zu dem Zylinderblock gehörigen, halbkreisförmig profilierten Lagersattel und mit einer abnehmbaren, halbkreisförmig profilierten Lagerkappe, die an dem Lagersattel auf jeder Seite der Kurbelwelle mit ebenen Anlageflächen anliegt, die durch Bolzen zusammengedrückt sind, die je in einer zur Kurbelwellenachse senkrechten Ebene geneigt ι ο zu den von ihnen durchsetzten Anlageflächen und geneigt zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (28, 38) auf jeder Seite der Kurbelwelle (18) nicht nur zu den Bolzen (44) geneigt sind, sondern auch einen stumpfen Winkel mit den auf der anderen Seite gelegenen Anlageflächen (28, 38) bilden, wobei der Scheitel des von den zueinander geneigten Bolzen gebildeten Winkels auf der vom Lagersattel (26) abgewandten Seite der Lagerkappe (34) gelegen ist.

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersattel von einem Steg (22) getragen wird, der in Querrichtung zu der Kurbelwelle (18) verläuft.

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